簡易加減計(jì)算器設(shè)計(jì)(數(shù)電)(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì) 電氣與信息工程 學(xué)院 建筑電氣與智能化 專業(yè)題 目： 簡易加減計(jì)算器設(shè)計(jì) 姓 名： 徐雪嬌 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 祁林 專心-專注-專業(yè) 簡易加減計(jì)算器設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的1、在前導(dǎo)驗(yàn)證性認(rèn)知實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行更高層次的命題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn).2、在教師指導(dǎo)下獨(dú)立查閱資料、設(shè)計(jì)、特定功能的電子電路。3、培養(yǎng)利用數(shù)字電路知識，解決電子線路中常見實(shí)際問題的能力.4、積累電子制作經(jīng)驗(yàn)，鞏固基礎(chǔ)、培養(yǎng)技能、追求創(chuàng)新、走向?qū)嵱谩?、培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。二、設(shè)計(jì)要求1、用于兩位一下十進(jìn)制的加減運(yùn)算。2、以合適方式顯示輸入數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果。三、總體設(shè)計(jì)第一步

2、 置入兩個(gè)四位二進(jìn)制數(shù)。例如（1001）2,（0011）2和（0101）2，（1000）2，同時(shí)在兩個(gè)七段譯碼顯示器上顯示出對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)9，3和5，8。第二步 通過開關(guān)選擇加（減）運(yùn)算方式； 第三步 若選擇加運(yùn)算方式所置數(shù)送入加法運(yùn)算電路進(jìn)行運(yùn)算；同理若選擇減運(yùn)算方式，則所置數(shù)送入減法運(yùn)算電路運(yùn)算；第四步 前面所得結(jié)果通過另外兩個(gè)七段譯碼器顯示。即：方案一通過開關(guān)J1-J8接不同的高低電平來控制輸入端所置的兩個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)，譯碼顯示器U10和U13分別顯示所置入的兩個(gè)數(shù)。數(shù)A直接置入四位超前進(jìn)位加法器74LS283的A4-A1端，74LS283的B4-B1端接四個(gè)2輸入異或門。四個(gè)2輸入異或

3、門的一輸入端同時(shí)接到開關(guān)S1上，另一輸入端分別接開關(guān)J5-J8，通過開關(guān)J5-J8控制數(shù)B的輸入。當(dāng)開關(guān)S1接低電平時(shí)，B與0異或的結(jié)果為B，通過加法器74LS283完成兩個(gè)數(shù)A和B的相加。當(dāng)開關(guān)J1接高電平時(shí)，B與1異或的結(jié)果為B非 ，置入 的數(shù)B在74LS283的輸入端為B的反碼，且74LS283的進(jìn)位信號C0為1，其完成S=A+B（反碼）+1，實(shí)際上其計(jì)算的結(jié)果為S=A-B完成減法運(yùn)算。由于譯碼顯示器只能顯示0-9，所以當(dāng)A+B>9時(shí)不能顯示，我們在此用另一片芯片74LS283完成二進(jìn)制碼與8421BCD碼的轉(zhuǎn)換，即S>9（1001）2時(shí)加上6（0110）2，產(chǎn)生的進(jìn)位信號送

4、入譯碼器U12來顯示結(jié)果的十位，U11顯示結(jié)果的個(gè)位。由于減法運(yùn)算時(shí)兩個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)相減不會大于10，所以不會出現(xiàn)上述情況，用一片芯片U11即可顯示結(jié)果。方案二由兩異或門兩與門和一或門組成全加器，可實(shí)現(xiàn)一位二進(jìn)制加邏輯運(yùn)算，四位二進(jìn)制數(shù)并行相加的邏輯運(yùn)算可采用四個(gè)全加器串行進(jìn)位的方式來實(shí)現(xiàn)，將低位的進(jìn)位輸出信號接到高位的進(jìn)位輸入端，四個(gè)全加器依次串行連接，并將最低位的進(jìn)位輸入端接邏輯“0”，就組成了一個(gè)可實(shí)現(xiàn)四位二進(jìn)制數(shù)并行相加的邏輯電路。通過在全加器電路中再接入兩個(gè)反相器可組成一個(gè)全減器，實(shí)現(xiàn)一位二進(jìn)制減邏輯運(yùn)算，將來自低位的錯位信號端接到向高位借位的信號端，依次連接四個(gè)全減器，構(gòu)成可實(shí)現(xiàn)四

5、位二進(jìn)制數(shù)并行進(jìn)行邏輯減運(yùn)算的電路。在兩組電路置數(shù)端接開關(guān)控制置數(shù)輸入加法還是減法運(yùn)算電路，電路輸出端接LED燈顯示輸出結(jié)果，輸出為五位二進(jìn)制數(shù)。通過對兩種方案的比較，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，首先在不計(jì)入數(shù)碼管所需芯片的情況下，方案二一共需要十二個(gè)芯片，電路的連接相當(dāng)復(fù)雜，產(chǎn)生接線錯誤和導(dǎo)線接觸不良的幾率大大增加，而且耗費(fèi)較高；而方案一一共需要七或九個(gè)芯片，且其中幾個(gè)芯片只用到一兩個(gè)門，相對接線較簡單，容易實(shí)現(xiàn)。其次，方案二采用串行進(jìn)位和借位的方式來實(shí)現(xiàn)四位邏輯加減運(yùn)算，任意一位的邏輯運(yùn)算必須在前一位的運(yùn)算完成之后才能進(jìn)行，相較而言運(yùn)算速度不高；而方案一采用的是超前進(jìn)位的方式來實(shí)現(xiàn)四位邏輯運(yùn)算的，每位

6、的進(jìn)位只有加數(shù)和被加數(shù)決定，而與低位的進(jìn)位無關(guān)，它的運(yùn)算速度較方案二高出很多。綜上所述，方案一較方案二更加優(yōu)秀，不僅電路簡單而且運(yùn)算速度更快，經(jīng)綜合小組各設(shè)計(jì)方案，被選為小組共同方案。四、各部分電路設(shè)計(jì)1、加法電路的實(shí)現(xiàn)用兩片4位全加器74LS283和門電路設(shè)計(jì)一位8421BCD碼加法器。由于一位8421BCD數(shù)A加一位數(shù)B有0到18這十九種結(jié)果。而且由于顯示的關(guān)系,當(dāng)大于9的時(shí)候要加六轉(zhuǎn)換才能正常顯示，所以設(shè)計(jì)的時(shí)候有如下的真值表：C4S3S2S1S0Y0000000000010100010020001103001000400101050011006001110701000080100109

7、01010110需要裝換0101111101100112011011130111011401111115100000161000101710010018由前16項(xiàng)得：由后10項(xiàng)得：Y=C4=1由以上兩式得 加法電路圖4.1加法實(shí)現(xiàn)電路2、減法電路的實(shí)現(xiàn)圖4.2減法實(shí)現(xiàn)電路3、譯碼顯示電路譯碼顯示電路是由一個(gè)七段LED譯碼驅(qū)動器74HC4511和一個(gè)七段LED數(shù)碼顯示器組成。在74HC4511中，經(jīng)前面運(yùn)算電路運(yùn)算所得的結(jié)果輸入74HC4511的D3D2D1D0，再譯碼輸出，最后在七段LED顯示器中顯示出來圖4.3譯碼顯示電路4、電路圖的仿真及檢測通過學(xué)習(xí)Multisim軟件和對前面加減法運(yùn)算電

8、路的研究，總結(jié)出一套簡單方便又可達(dá)到要求的方案，并設(shè)計(jì)出以下電路圖：五、整體電路圖與仿真六、設(shè)計(jì)總結(jié)這次實(shí)習(xí)我感覺是我收獲最大的一次，首先因?yàn)樗^上幾次實(shí)習(xí)，有一定的難度，我們第一次接觸這種課程設(shè)計(jì)，剛開始覺得無從下手，還要花時(shí)間學(xué)multisim軟件，這么短的時(shí)間，確實(shí)有點(diǎn)擔(dān)心，怕到時(shí)候完不成任務(wù)。可是完成后，我才發(fā)現(xiàn)，一件看似很難的事，當(dāng)你完成的時(shí)候，會感到無比的自豪，我從圖書館借來了一本multisimy原理圖仿真書，試著學(xué)習(xí)這個(gè)軟件，當(dāng)我覺得差不多的時(shí)候開始設(shè)計(jì)電路，在這個(gè)過程中，我不斷地翻閱資料和上網(wǎng)查一些信息，還積極請教老師和同學(xué)，結(jié)果效果圖初步完成了。當(dāng)進(jìn)行仿真的時(shí)候，出現(xiàn)了各種

9、問題，我們不斷地對照線路的連接，結(jié)果檢查出了問題，是一個(gè)開關(guān)連錯了。當(dāng)排除了這個(gè)問題后，我們的成果終于完成了。通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動手、思考和解決問題的能力。尤其學(xué)習(xí)軟件Multisim，除了可以提高仿真能力、綜合能力和設(shè)計(jì)能力外，還可進(jìn)一步提高實(shí)踐能力。初步掌握一種電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)軟件對學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課很有必要。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。它提高了我應(yīng)對挫折和解決問題的能力，增強(qiáng)了我的團(tuán)隊(duì)合作意識和與他人的交流能力。同時(shí)我也深深體會到對專業(yè)知識一定要熟練掌握，沒有理論的實(shí)踐，難于上青天，感謝老師把知識傳授與我，同時(shí)，對給過我?guī)椭乃?/p>